Question

9．把一个规格为“6V　3W”的灯泡与一个定值电阻串联在电源电压为9V电路中，灯泡恰好正常发光．求：
（1）正常发光时，灯泡的电阻是多少Ω？定值电阻阻值为多大？
（2）整个电路的电功率是多少？
（3）1min内该定值电阻产生的热量是多少？

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，利用欧姆定律求出灯泡的电阻；根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压，利用欧姆定律求出R的阻值；
（2）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出整个电路的电功率
（3）根据并联电路的电压特点和Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出定值电阻R产生的热量．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压为6V，功率为3W，
串联电路中各处的电流相等，
根据P=UI可得，电路中的电流：
I=I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
串联电路中总电压等于各分电压之和，
定值电阻R两端的电压：
U_R=U-U_L=9V-6V=3V，
定值电阻R的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω；
（2）灯泡与一个定值电阻串联在电源电压为9V电路中，总电阻R_总=R+R_L=6Ω+12Ω=18Ω，
整个电路的电功率P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{总}}$=$\frac{{（9V）}^{2}}{18Ω}$=4.5W；
（3）并联电路中各支路两端的电压相等，
通电1min，定值电阻R产生的热量：
Q_R=W_R=$\frac{{（{U}_{R}^{′}）}^{2}}{R}$t=$\frac{{（3V）}^{2}}{6Ω}$×60s=90J．
答：（1）正常发光时，灯泡的电阻12Ω；定值电阻阻值6Ω；
（2）整个电路的电功率是4.5W；
（3）1min内该定值电阻产生的热量是90J．

点评 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的灵活应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．